基于无线通讯的带电检测标准化作业管理平台与移动终端研发

傅晨钊，郭 森，徐 鹏，胡正勇，林 敏，韩 冬，张 铭

(1.国网上海市电力公司电力科学研究院，上海 200437；2.上海艾飞能源科技有限公司，上海 200433)



基于无线通讯的带电检测标准化作业管理平台与移动终端研发

傅晨钊1，郭 森1，徐 鹏1，胡正勇1，林 敏1，韩 冬2，张 铭2

(1.国网上海市电力公司电力科学研究院，上海 200437；2.上海艾飞能源科技有限公司，上海 200433)

为提高带电检测工作的质量与效率，从现有工作开展的不足分析入手，设计研发了基于无线通讯的带电检测标准化作业管理平台与移动终端。现场检测表明，该发平台与终端能够显著提高作业的质量与效率，很好的满足现场作业层、技术管理层与决策层的不同需要。

带电检测；无线通讯；移动终端

目前，电网设备检修正逐渐由定期检修向状态检修的转变[1]。状态检修是依靠先进检测手段和试验技术采集电气设备各种数据信息，根据运行经验和运行工况综合分析判断后，确定设备检修周期和项目。其优越性主要体现在：能适时检修缺陷，预防设备事故发生，提高运行的安全可靠性；可以延长检修周期，提高设备利用系数，延长设备使用寿命[2-6]。由于具有灵活、准确、及时等特点，作为设备状态表征参量获得的重要手段——输变电设备的带电检测得到越来越广泛的应用。

虽然现有多项带电检测技术的标准化作业规范，但一般仅针对单个设备的具体开展，而对于变电站或线路现场作业，则缺乏标准化的流程设定、仪器选用、测点选择，这可能影响到检测结果的判断。如部分检测仪器性能差异较大，或测点的不同距离、位置等因素，可能带来检测数据的显著差异，直接影响到数据间的纵比与横比，而仅仅能够满足绝对值不越限的基本要求，精益化程度不够。因此，带电检测的标准化作业尚有待规范[7-8]。

此外，现有检测仪器普遍不支持检测图像或数据的自动传输，往往需要先记录检测结果编号(如红外测温)，需要时再将存储介质中的数据导出进行分析。现有经验表明，后期工作(包括图像或数据导出，报告编制)的工作量已接近现场检测阶段，占据了相当的人力与时间，也一定程度上影响到现场检测质量的提升，所以带电检测的工作效率仍需要进一步提高。

再者，目前带电检测的技术监督主要采取现场检查与报告检查的方式，前者需要大量的人员与时间，难以覆盖整个工作面，监督效率一般.后者则无法对检测工作的质量与进度进行实时的监督与干预，缺乏时效性。

最后，随着带电检测重要性的提高，检测人员所需的专业知识的深度与广度均需要提升，素质要求逐渐向“专家”发展，不仅要求能够准确检测，而且需要熟悉设备结构、设计、制造、运行等方面知识，能够对现场异常进行正确判断。组建一支能够满足上述要求的现场检测队伍需要耗费大量的人财物资源，且效率与效果有待验证。如何最大限度发挥现有人员能力，提高多专业团队的实时协同工作势在必行。

综上可见，需要在带电检测标准化、规范化，检测人员和远方专家支持的多层面、快速交流互动，以及近距离无线通讯应用等方面加强力量，提高工作的质量与效率，才能更好地为电网设备状态诊断提供依据。本文主要围绕上述问题，设计开发用于带电检测的标准化作业管理平台与移动终端，并将其应用于变电站现场检测，这对于提高带电检测的规范性、工作效率、时效性以及协同性具有重要意义。

1 管理平台与移动终端的功能设计

1.1 基本设想

充分利用无线通讯技术使之深入带电检测工作各环节，在带电检测作业管理、现场标准化作业流程和数据模板、团队协作、沟通交流及知识积累方面，充分发挥移动终端和远端平台的特性，从而改进传统带电检测业务模式，建立带电检测现场和远端实时联动的新业务模式，提高现场工作效率，提升精益化管理水平，充分发挥远端专家资源优势，有效支撑带电检测业务的不断发展。

1.2 整体的结构框架与功能设计

整体结构框架如图1所示，分为三层：

图1 平台整体结构

(1)运维决策层

提供管理驾驶舱的体验，了解关键检测工作进展与现场作业情况；掌控带电检测业务宏观的监控和关键指标的统计报表，辅助决策，制定合理的资源和计划优化方案。

(2)状态评价中心

作为带电检测工作的技术指导、技术监督，借助平台一方面可充分发挥评价中心的技术资源，对现场检测的异常进行实时远程会诊，提出运维建议；另一方面通过及时有效的掌握现场工作进展和检测数据，进行实时的检测质量技术监督，促进现场作业质量的整体提升。此外，作为带电检测的执行者，中心可生成带电检测业务，指派工作团队。

(3)现场作业层

通过管理终端接收管理平台下达的带电检测任务，按照管理终端中预定义的规范作业流程、仪器选用、现场测试路线与测点选择、标准化数据模板进行带电检测工作；管理终端支持多种类型带电检测设备的数据接入扩展，与检测设备实时通讯，与管理平台保持数据通信，及时反馈现场记录的各项参数和采集的素材，建立沟通交流平台，发挥团队协作资源。

1.3 主要特点

(1)带电检测工作模式的创新

现有带电检测工作中现场测试、异常诊断与运维相对脱节，加之人员能力、专业素质等因素的差异，影响了带电检测作用的充分发挥。依托终端与平台建设，检测数据能够实现实时传输，可在保证及时性的前提下，使得带电检测中“检测”与“诊断”两个业务环节相对独立，形成“现场高端检测”、“远端准确诊断”两者间互动，并为运维决策提供实时建议，形成了“测”、“诊”、“用”三位一体的工作新模式。1)“测”。简化了现场的工作要求，人员需求以技能性为主，要求熟练操作、检测准确；2)“诊”。异常数据集中诊断可最大化专家资源的利用，要求人员掌握设备设计、制造、运行相关信息，能够准确判断，提出现场异常处理及后续运维建议；3)“用”。运维管理人员根据“测”、“诊”结果与建议，制定运维策略与计划。

(2)现场作业标准化

作业标准化是质量的重要保证，也是效率提升、后续数据高级应用的基础。通过测试仪器及应用、测试环境条件、人员选用、检测数据结构等方面的标准化，提高数据检测的可信度，为更大范围的数据共享与挖掘提供基础。通过标准化检测路径与测点设置，终端可将测点与设备进行自动匹配，将检测结果(含图像)直接纳入设定的报告模板，辅助生成检测报告，该报告可在现场与远端平台同时调阅，极大地减少了常规报告的工作量，而将工作聚焦于现场作业环节，提高工作质量。

(3)基于WIFI-SD卡的带电检测设备无线通信技术

WIFI-SD卡是带WIFI功能的SD存储卡，能够自建WIFI热点。通过将WIFI-SD插入带电检测设备，将设备中的带电检测数据通过自建WIFI网络，通过http协议自动获取到带电检测管理终端上，现场有效距离在15～20米，在变电站内复杂干扰的情况下也信号良好。通过该技术的应用提高了带电检测数据的实时性和准确性，大大降低了数据归档整理的工作量。

在此基础上，可进行更为深入的高级应用开发，如“基于动态统计的数据辅助判断”，将单体设备状态与整体设备状态相结合，提出需要关注的设备。

(4)实时技术监督的实现

平台可实时获得终端自动上传的现场作业的全部信息，包括仪器设备选用、作业规范性、安全事项，特别是检测结果与具体数据图像。基于此可依据相关技术监督规定，开展带电检测作业的实时技术监督，对工作的规范性、质量、安全等进行评价，促进作业水平的提升。此外，通过预设的判据可进行实时的数据核查，包括数据的规范性、完整性和合理性。

(5)专业团队实时协作

基于通讯技术，实现了“检测仪器-现场终端-远端平台-专家终端”的实时信息共享，可根据需求将分布于不同地点、不同部门的专业人员随时动员组织，将远方专家、现场作业、运维管理在某项工作上有机结合，充分发挥专业团队实时协作的优势。

(6)面向诊断需求的辅助分析功能

从带电检测应用的角度出发，提出“面向诊断需求的辅助分析”，从设备诊断分析需求出发，设想设备可能存在的主要缺陷类型，将设备的带电检测项目进行关联，并按照主要缺陷类型的不同，设计检测项目的顺序，形成设备缺陷分析及报告的基础模块；自动将设备检测历史信息自动整理，分检测日期以添加工作条的形式进行汇总，并配以图表形式；人工通过数据检索可选取同厂、同期、同站其他设备作为参照，系统自动进行检测数据的收集、统计。

2 现场检测实例

2015年7月，在某500 kV变电站进行了试用，检测对象为：500 kV区域内主变、GIS、设备；检测项目包括：红外、紫外、超高频、超声、铁心接地高频电流、避雷器高频电流等。实际终端界面如图2，平台界面如图3所示。

图2 终端界面(红外检测)

图3 平台界面(红外检测)

现场应用表明：

(1)基于WIFI-SD卡的检测设备无线通信能够应用于FLIR红外仪、宽频示波器等主要检测仪器，通讯距离不小于10米，通讯功能稳定；

(2)标准化的检测路线与测点安排有效降低了现场作业强度，将检测时间由原有的3天降为2天，报告处理时间由原有的1天降为1小时；

(3)远程平台可通过内外网双向隔离后及时接收现场图像数据，传输速度能够满足实时技术监督的需要；

(4)部分检测仪器暂不支持WIFI-SD卡的传输功能，后续需要进行改造或选用能够支持传输的设备。

3 结论

本文主要从提高输变电设备的带电检测的规范性、工作效率、时效性以及协同性等方面入手开展研究，设计开发了用于带电检测的标准化作业管理平台与移动终端，并将其应用于变电站现场检测。

实践表明，研发的带电检测作业管理平台与移动终端重点在带电检测标准化、规范化；检测人员和远方专家支持的多层面、快速交流互动；近距离无线通讯应用；实时技术监督等方面进行了创新与完善，实现了人力、知识等资源的优化配置，创立了“测”、“诊”、“用”三位一体的工作新模式，能够显著提高作业的质量与效率，很好的满足现场作业层、技术管理层与决策层的不同需要，促进了带电检测工作整体质量与效率的提升，值得完善推广。

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(本文编辑：杨林青)

Development of Standardized Performance Management Platform and Mobile Terminals for Live Detection Based on Wireless Communication

FU Chen-zhao1, GUO Seng1, XU Peng1, HU Zheng-yong1, LIN Min1, HAN Dong2, ZHANG Ming2

(1. State Grid Electric Power Research Institute, SMEPC, Shanghai 200437, China;2. Shanghai Aifei Energy Technology Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

To improve the quality and efficiency of live detection, this paper analyzes the defects of current performance and develops standardized performance management platform and mobile terminals for live testing based on wireless communication. On-site testing shows that the newly developed system can improve the quality and efficiency of the tasks substantially and meet various demands ranging from field testing to technical and strategic management.

live detection；wireless communication; mobile terminds

10.11973/dlyny201506004

傅晨钊(1975)，男，博士，从事输变电设备试验技术研究。

TM855

A

2095-1256(2015)06-0761-04

2015-09-09